Лабораторна робота №6

Тема: дослідження впливу гнучких і жорстких зворотних зв'язків

Мета: експериментальне дослідження впливу гнучких і жорстких зворотних зв'язків на перехідні характеристики електромашинного підсилювача ( ЕМП ).

Теоретичні відомості

На рисунку наведена структуктурна схема зустрічно-паралельного включення ланок. Де W_пл.(р) - передаточна функція ланки прямого ланцюга (ланка, що охопленана); W_зз(p) - передаточна функція ланки в ланцюзі зворотного зв'язку.

Статичні й динамічні характеристики розглянутого з'єднання будуть визначатися як передаточними функціями ланок у прямому ланцюзі й ланцюгом зворотнього зв'язку, так і знаком зворотнього зв'язку.

Гнучкі зворотні зв'язки функціонують тільки в динамічних режимах і реалізуються ланками, що диференціюють.

Жорсткі зворотні зв'язки функціонують як у статичних, так і в динамічних режимах і реалізуються позиційними ланками.

Жорсткі й гнучкі зворотні зв'язки впливають на тривалість перехідного процесу і його характер.

У даній лабораторній роботі вивчається вплив зворотних зв'язків на перехідні характеристики електромашинного підсилювача типу ЕМП.

Методичні вказівки

Розглянемо основні співвідношення для структурної схеми наведеної на рисунку.

Передаточна функція, еквівалентна з'єднанню, зображеному на рисунку має вигляд:

де W_пл(p) - передаточна функція електромашинного підсилювача, яка має вигляд:

, (1.1)

W_зз(p) - передаточна функція ланцюга зворотного зв'язку. У випадку жорсткого безінерційного зворотного зв'язку : W_зз(p)=k_зз. У результаті перетворень одержуємо еквівалентну передаточну функцію у вигляді:

, (1.2)

де , (1.3)

, (1.4)

. (1.5)

З виразу (1.1) видно, що еквівалентна передаточна функція є позиційною ланкою другого порядку й параметри її визначаються параметрами ланок, що входять у з'єднання, і знаком зворотного зв'язку (див. вирази (1.3)-(1.5)).

З виразів (1.3)-(1.5) видно як впливає коефіцієнт жорсткого зворотного зв'язку k_зз на статичний коефіцієнт передачі ЕМУ й на його постійні часу: власну Т_о й демпфірування Т.

Охват статичної ланки жорстким негативним зворотним зв'язком у виразах (1.3)-(1.5) у знаменникові знак (+) приводить до зменшення коефіцієнта передачі й постійних часу цієї ланки.

У випадку жорсткого позитивного зворотного зв'язку у виразах (1.3)-(1.5) у знаменнику знак (-), буде відбуватися збільшення коефіцієнта передачі й постійних часу.

Відомо, що характер протікання перехідного процесу для позиційної ланки другого порядку (див. вираз (1.2) ) буде залежати від співвідношення постійних часу Т_о й Т. При Т≥2Т_о перехідний процес буде аперіодичним; при Т<2Т_о - коливальним. У тому ж випадку, якщо Т=0 ланка стає консервативним.

Вплив гнучкого зворотного зв'язку на параметри ЕМУ досліджується аналогічно. Однак у цьому випадку передаточна функція ланцюга зворотного зв'язку:

, (1.6)

де k_зз - коефіцієнт передачі гнучкого зворотного зв'язку;

T_зз - постійна часу ланцюга гнучкого зворотного зв'язку.